JP3334188B2 - 熱硬化性成形材料組成物 - Google Patents

熱硬化性成形材料組成物

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、分割金型を用いて所
定形状に形成された樹脂成形品の片側面に被覆層を形成
する型内被覆成形法におけるコンパウンド用樹脂として
有用な熱硬化性成形材料組成物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】熱硬化性樹脂製バスタブ等やパネルで代
表されるような樹脂成形品を成形するに当たっては、そ
の片面側、例えばバスタブの場合はその内面側に合成樹
脂被覆層を形成することがあり、その具体的な方法とし
ては、例えばインモールドコーティング法と呼ばれる方
法が知られている。
【0003】この方法は、固定型と可動型よりなる一
対の分割金型(一般に雄型と雌型により構成される)を
用い、両者の間に塊状またはシート状の樹脂成形材料
(BMCやSMC、以下単に成形材料と言うことがあ
る)を配置して型締めを行ない、加熱加圧して所定形状
の樹脂成形品とする工程、次いでこの樹脂成形品の一
方側表面と金型面との間に流動性被覆材料を注入して成
形品表面に被覆を行なう工程より構成され、成形と被覆
とが同一装置を用い且つ一連の工程で行なわれるという
利点の他に、表面が美しく被覆塗装され且つ平滑性に優
れた樹脂成形品を得ることができるという点に特徴を持
つ方法である。
【0004】しかし一方では、成形品と被覆材料との間
の充分な密着性を得ることが難しいために、現在でも種
々の検討がなされている。例えば、特開昭60−234
43号公報、同60−221437号、同60−470
11号、特開平1−126316号には、被覆材料の組
成についての検討結果が示されているが、未だ充分なも
のは得られていない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来の実
情に鑑みてなされたものであって、被覆材料との密着性
に優れた型内被覆成形品を得ることができるコンパウン
ド樹脂、すなわち熱硬化性成形材料を提供することを目
的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すること
のできた本発明とは、被覆材料との密着性に優れた型内
被覆成形品を得るための、該成形品を構成する熱硬化性
成形材料組成物が、(a)熱硬化性樹脂、(b)ラジカ
ル重合開始剤、(c)充填材および(d)硬化抑制剤か
らなることを要旨とする。この硬化抑制剤としては、炭
素数5〜20のSH基含有化合物;α‐メチルスチレ
ン、スチルベン、4−フェノキシスチレン、クメン、4
−メチル−2,4−ジフェニル−ペンテン−1よりなる
群から選択される1種以上の化合物;モノテルペン炭化
水素のいずれかであることが好ましい。
【0007】
【作用】本発明者らは、被覆材料と樹脂成形品との密着
性を向上させ、かつ外観の良い型内被覆成形品を得るた
めには、被覆材料注入時に成形材料の硬化が未完了であ
ると共に、被覆材料注入前に成形材料の硬化がある程度
進行していることが必要であるのを見出した。例えば成
形材料が未硬化では被覆材料が成形品中に混入してしま
うという問題が生じる。また、成形材料の硬化がある程
度進行しているが未完了である時間帯に型内被覆材料を
注入することを試みても、この時間帯が短いために注入
のタイミングをつかむことが難しく、密着性の劣ったも
のしか得られないことが多かった。従って良好な密着性
を持つ型内被覆成形品を得るためには、ある程度樹脂成
形材料の硬化が進んだ段階の状態(半硬化状態)を長く
続かせることが重要である。これらの知見を元に本発明
者らが種々検討した結果、成形材料中に特定の硬化抑制
剤を添加すれば、成形材料の半硬化状態を長く続かせる
ことが可能となり、型内被覆成形品の強度等の物性を低
下させることなく型内被覆成形品の密着性を大きく向上
させ得ることが明らかとなった。以下本発明を詳細に説
明する。
【0008】本発明の熱硬化性成形材料は、(a) 熱硬化
性樹脂、(b) ラジカル重合開始剤、(c) 充填剤、および
(d) 硬化抑制剤の4成分から成り立っている。まず
(a) の熱硬化性樹脂としては、一般的にSMC、BMC
のコンパウンド樹脂として使用されている熱硬化性樹脂
ならば、種類を問わず使用することができる。具体的に
は、不飽和ポリエステル樹脂、(メタ)アクリル変性不
飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹
脂、ウレタン樹脂、ビニルエステル樹脂、ウレタン変性
ビニルエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂等が挙げ
られる。
【0009】(b) のラジカル重合開始剤としては、ケト
ンパーオキサイド類、ジアシルパーオキサイド類、ハイ
ドロパーオキサイド類、ジアルキルパーオキサイド類、
アルキルパーエステル類、パーカーボネート類、パーオ
キシケタール類等の公知のラジカル重合開始剤を使用す
ることができ、その使用料は、熱硬化性樹脂100重量
部に対して0.1〜10重量部、好ましくは0.5〜5
重量部である。
【0010】(c) の充填剤としては通常SMC、BMC
等に使用されるものがいずれも使用でき、例えば、炭酸
カルシウム、クレー、タルク、硫酸バリウム、水酸化ア
ルミニウム、中空セラミック、中空ガラス等が挙げられ
る。適正使用量は、熱硬化性樹脂100重量部に対して
30〜600重量部である。また、ガラス繊維、炭素繊
維、有機繊維等の繊維状補強材を必要に応じて加えても
よく、熱硬化性樹脂100重量部に対して3〜50重量
部の補強材を使用することが好ましい。
【0011】(d) の硬化抑制剤としては、例えば炭素数
5〜20のメルカプタン類、チオグリコール類、SH基
含有珪酸エステル類等のSH基含有化合物;α−メチル
スチレン、スチルベン、4−フェノキシスチレン、クメ
ン、4−メチル−2,4−ジフェニル−ペンテン−1よ
りなる群から選択される1種以上のフェノール系化合
物;テルピノレン、リモネン、α−ピネン、β−ピネ
ン、ミルセン等のモノテルペン(炭素数10のテルペ
ン)炭化水素等を単独でまたは2種以上混合して使用す
ることができる。
【0012】ラジカル重合型の熱硬化性成形材料の硬化
現象は、ゲル化するまでの時間(以下、ゲル化時間GT
とする)、硬化完了までの時間(以下、最小硬化時間M
CTとする)およびその間の時間、即ちゲル化してから
硬化完了するまでの時間(以下、反応性C−Gと記すこ
とがある)で表現することができるが、前述の様に、良
好な密着性を持つ型内被覆成形品を得るためには、ある
程度樹脂成形材料の硬化が進んだ段階の状態を長く続か
せること、即ちC−Gを長くすることが必要である。本
発明の成形材料組成物に上記特定の硬化抑制剤を加える
ことによって、C−Gを2倍以上にも長くすることが可
能となった。これは硬化抑制剤がラジカルを捕捉して比
較的安定なラジカルになり、重合を開始する能力が弱く
なって重合が穏やかに進行するためと考えられる。これ
ら硬化抑制剤の適正使用量は、熱硬化性樹脂100重量
部に対し0.1〜10重量部、好ましくは0.2〜5重
量部である。硬化抑制剤が0.1重量部より少ないと抑
制効果が充分に発揮されず、10重量部を超えて添加す
ると硬化不良を起こし高性能な成形品を得ることが困難
になる。
【0013】
【実施例】以下実施例によって本発明をさらに詳述する
が、下記実施例は本発明を制限するものではなく、前・
後記の趣旨を逸脱しない範囲で変更実施することは全て
本発明の技術範囲に包含される。尚、実施例中「部」と
あるのはすべて重量基準である。
【0014】実施例1 ビスフェノール系不飽和ポリエステル樹脂(エポラック
RF−1,株式会社日本触媒製)100部、水酸化アルミ
ニウム300部、ステアリン酸亜鉛4部、メルカプトプ
ロピルトリメトキシシラン(硬化抑制剤)1部、t−ブ
チル過安息香酸1部、酸化マグネシウム1部およびガラ
スチョップ45部をニーダーで混練し、40℃で48時
間熟成して成形材料(BMC−1)を得た。
【0015】実施例2 実施例1において、メルカプトプロピルトリメトキシシ
ランを用いる代わりに4−メチル−2,4−ジフェニル
−ペンテン−1を1部使用する以外は実施例1と同様に
してBMC−2を得た。実施例3 実施例1において、メルカプトプロピルトリメトキシシ
ランを用いる代わりにリモネンを1部使用する以外は実
施例1と同様にしてBMC−3を得た。
【0016】比較例1 比較例として硬化抑制剤を使用しない以外は実施例と同
様にして比較BMCを得た。これらの成形材料の硬化特
性を知るために、厚み10mmで300mm×300m
mの平板を、上型成形温度130℃、下型120℃で成
形を行ない、結果を表1に示した。
【0017】
【表1】
【0018】次に、ビニルエステル樹脂(エポラックRF
-1051 :株式会社日本触媒製)100部にステアリン酸
亜鉛1部とt−ブチル過安息香酸1部と微粉末シリカ2
部を高速撹拌で混合して得られた型内被覆材料を用い、
次の条件で型内被覆を行なった。
【0019】注入方法 :1次硬化後に型を開放し、被
覆材料を注入した後再加圧して硬化させる。 金型 :1000×650mmの平板 金型温度 :上型 130℃、下型 120℃ 成形圧力 :1次、2次加工とも80kg/cm2 成形品厚み:10mm 被覆厚み :100μm 1次硬化 :200秒、250秒、300秒、350秒 2次硬化 :200秒
【0020】得られた型内被覆成形品をJIS K-5400に基
づく碁盤目試験によって、平板成形品中央付近(A)お
よび隅角部近傍(B)の密着性を評価した。また、外観
を目視判定して、表2にそれぞれの結果を示した。ただ
し、1次硬化時間が200秒未満の場合、成形材料の硬
化が充分でなく、注入した型内被覆材料が成形材料の内
部に潜り込み、結果的に成形品の外観が悪くなるため、
1次硬化時間が200秒以上のところで上記の物性検討
を行なった。
【0021】
【表2】
【0022】表2から明らかな様に本発明の硬化抑制剤
を用いた実施例は、充分な密着性を得ることができる時
間帯が150秒(200秒と350秒の間)もあるのに
対して、比較例では、1次硬化が250秒を超えてから
被覆材料を注入した比較例1−2〜1−4は密着性が悪
化していることがわかる。実施例の成形品は密着性のば
らつきも少なく、大型成形品の製造においても非常に有
用であるといえる。
【0023】実施例4〜7 実施例1において、メルカプトプロピルトリメトキシシ
ランを用いる代わりにα−メチルスチレンを用いてBM
C−4を作成した。さらに同様に硬化抑制剤として、ス
チルベン、4−フェノキシスチレン、クメンを用いたも
のをそれぞれBMC−5、6、7とした。これらの成形
材料と前述の型内被覆材料を用いて前記と同様の成形条
件で型内被覆成形を行なった。密着性および外観を前記
と同様に評価し、結果を表3に示した。
【0024】
【表3】
【0025】実施例8 実施例2において、ビスフェノール系不飽和ポリエステ
ル樹脂100部をビスフェノール系不飽和ポリエステル
樹脂70部およびビニルエステル樹脂(エポラックRF-1
002G:株式会社日本触媒製)30部に変えたほかは実施
例2と同様の組成とし実施例1で述べた条件で混練、熟
成しBMC−8を得た。
【0026】実施例9 実施例8におけるビニルエステル樹脂の代わりに、ヒド
ロキシエチルメタクリレートと2,4−トリレンジイソ
シアネートから誘導されるウレタン変性ビニルエステル
樹脂30部を用いてBMC−9を得た。
【0027】実施例10 実施例8におけるビニルエステル樹脂の代わりに、イソ
系不飽和ポリエステル樹脂(酸価20、粘度9ポイズ)
とグリシジルメタクリレートから誘導されるエポキシ変
性不飽和ポリエステル樹脂30部を用いてBMC−10
を得た。これらの成形材料と前述の型内被覆材料を用い
て前記と同様の成形条件で型内被覆成形を行なった。密
着性および外観を前記と同様に評価し、結果を表4に示
した。
【0028】
【表4】
【0029】表3および表4から明らかな様に本発明の
硬化抑制剤を用いた実施例4〜10は、充分な密着性を
得ることができる時間帯が100〜150秒もあり、密
着性のばらつきも少なく、大型成形品の製造においても
非常に有用であるといえる。
【0030】実施例11〜12 実施例2において用いた4−メチル−2,4−ジフェニ
ル−ペンテン−1を2部添加した以外は同様にしてBM
C−11を得た。また4−メチル−2,4−ジフェニル
−ペンテン−1を5部添加してBMC−12を得た。B
MC−11、12においても同様に型内被覆成形を行な
い、密着性および外観を評価して、結果を表5に示し
た。
【0031】
【表5】
【0032】実施例11、12においても本発明の硬化
抑制剤を用いると、充分な密着性を得ることができる時
間帯が150秒以上もあった。密着性のばらつきは全く
なかったが若干外観の悪いものが認められた。
【0033】
【発明の効果】本発明は以上の様に構成されているの
で、熱硬化性成形材料がゲル化後に硬化完了するまでの
時間を非常に長くすることができた。このため、型内被
覆材料を注入することができる時間が長くなり、安定し
て良好な密着性を有する型内被覆成形品を提供すること
が可能となった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−140(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08L 1/00 - 101/16 C08K 3/00 - 13/08 C08J 7/04

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被覆材料との密着性に優れた型内被覆成形
    品を得るための、該成形品を構成する熱硬化性成形材料
    組成物であって、 (a)熱硬化性樹脂、 (b)ラジカル重合開始剤、 (c)充填材、 および (d)硬化抑制剤 からなることを特徴とする熱硬化性成形材料組成物。
  2. 【請求項2】 上記硬化抑制剤が、炭素数5〜20のS
    H基含有化合物である請求項1に記載の熱硬化性成形材
    料組成物。
  3. 【請求項3】 上記硬化抑制剤が、α−メチルスチレ
    ン、スチルベン、4−フェノキシスチレン、クメン、4
    −メチル−2,4−ジフェニル−ペンテン−1よりなる
    群から選択される1種以上の化合物である請求項1に記
    載の熱硬化性成形材料組成物。
  4. 【請求項4】 上記硬化抑制剤が、モノテルペン炭化水
    素である請求項1に記載の熱硬化性成形材料組成物。
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